Japonskému výrobci baterií TDK se údajně podařilo skokově vylepšit materiály používané v malých polovodičových bateriích. Dodavatel energie pro Apple předpovídá výrazné zvýšení kapacity a tím i výkonu malých zařízení od bezdrátových sluchátek až po chytré hodinky.

Nový materiál poskytuje energetickou hustotu – množství energie, jež lze uložit v daném prostoru – tisíc watthodin na litr, což je asi stonásobek kapacity současných baterií, jež TDK vyrábí sériově. Od roku 2020, kdy firma svůj dosud poslední model představila, konkurenti nezaháleli – vyvinuli malé polovodičové baterie, které nabízejí 50 Wh/l, zatímco dobíjecí mincové baterie využívající tradiční kapalné elektrolyty nabízejí přibližně 400 Wh/l.

„Domníváme se, že náš nově vyvinutý materiál pro polovodičové baterie může významně přispět k energetické transformaci společnosti. Budeme pokračovat ve vývoji směrem k brzkému zavedení komerčního využití,“ citoval šéfa TDK Noborua Saitó list Financial Times.

Příliš křehké

Baterie, o nichž Saitó mluvil, budou vyrobeny z celokeramického materiálu s pevným elektrolytem na bázi oxidů a anodami ze slitin lithia. Vysoká schopnost baterie uchovávat elektrický náboj podle TDK umožní zmenšit rozměry baterie a zároveň prodloužit její provozní dobu. Použitý oxid zase nabízí vysoký stupeň stability – a tedy i bezpečnosti – celého systému.

Technologičtí designéři si kladli za cíl, aby baterie bylo možné použít v článcích menších rozměrů a nahradit jimi baterie stávající (ve tvaru mince, jež znáte z hodinek a další drobné elektroniky). Tato technologie by podle odborníků z branže mohla způsobit revoluci v oblasti ukládání energie. Její cestu k masové výrobě však komplikují nezanedbatelné překážky, jež narůstají spolu s rozměry baterií.

Daniel Deyl

Polovodičové baterie jsou bezpečnější, lehčí a potenciálně levnější než současné baterie obsahující tekuté elektrolyty. Nabízejí také delší výkon a rychlejší nabíjení. Průlomy ve spotřební elektronice se promítly i do elektromobilů, ačkoli chemické složení baterií pro obě kategorie se nyní výrazně liší.

TDK plánuje začít dodávat vzorky prototypu nové baterie zákazníkům od příštího roku a doufá, že poté bude schopna přejít k sériové výrobě. Naráží však na problém – její keramický materiál znamená, že baterie větších rozměrů by byly příliš křehké. Technické problémy výroby baterií pro automobily proto v dohledné době nebude možné pomocí polovodičových baterií řešit.

Kevin Shang, seniorní analytik společnosti Wood Mackenzie, která se zabývá zpracováním dat a analýzami, uvedl, že „nepříznivé mechanické vlastnosti“ a z nich plynoucí náklady na zahájení masové výroby zůstávají oříškem i pro výrobu baterií do mobilních telefonů.

Od kazeťáků k autům

Výrobci elektrických automobilů, jimž jde o prodloužení dojezdu, se zaměřují na vývoj elektrolytů na bázi sulfidů. To je alternativní druh materiálu k tomu na bázi oxidů, který vyvinula TDK. Otázka, jak rychle bude možné tuto tolik opěvovanou technologii realizovat v případě větších baterií pro elektromobily, však dosud zůstává nezodpovězena.

Experti se nicméně domnívají, že nejvýznamnějším případem využití polovodičových baterií by mohly být elektromobily, protože by umožnily větší dojezd. Japonské společnosti jsou v čele snah o komercializaci této technologie: Toyota je chce uvést na trh již v roce 2027, Nissan o rok později a Honda do konce desetiletí.

TDK vznikla v roce 1935 a v 60. a 70. letech se proslavila jako špičkový výrobce kazetových magnetofonů. Firma má s materiály a technologiemi pro výrobu baterií dlouholeté zkušenosti. Na celosvětovém trhu s malokapacitními bateriemi, které napájejí chytré telefony, má 50- až 60procentní podíl. Usiluje také o vedoucí postavení na trhu se středněkapacitními bateriemi, jež pohánějí zařízení pro ukládání energie a větší elektroniku, jako jsou například drony.